海上高含水老油田水处理规模系数选取方法

黄 岩，宋 鑫，戴国华，桑 军，邹昌明

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

海上油田常利用多个简易平台或井口平台进行采油，经海底管线输送到中心处理平台处理[1]。海上已注水开发的油田中，生产水处理系统和注水处理系统计算系统设计规模时，按标准要求[2]和经验做法，注水系数可取1.1～1.2。在海洋工程工艺专业计算系统处理规模时，井口平台常选取系数1.1，中心处理平台（CEP）常选取系数1.2。随着工程设施标准化研究的深入推进，前期研究项目以充分利用标准化研究成果为原则，力争加快项目进度。基于以上前提，在2020 年对渤海某油田储量充分挖潜，进行老井提液、开发30 口推荐井前期研究中，对生产水处理系统和注水处理系统设计规模系数选取进行分析。

1 研究背景

1.1 按经验做法计算水处理设备

渤海某油田新建1 座中心处理平台CEPC，平台生产系统分离出的水经过水处理设备处理后通过栈桥输送至BC-BDP 回注回地层。新建CEPC 平台处理的物流分为两部分，一是老井提液物流，二是新投产井的物流。按海上油田经验做法，将中心处理平台（CEP）水处理系统规模系数可选取1.2 计算：

式中：Q-设计注水量，m3/d；Q1-开发方案配注水量，m3/d；Q2-介质反洗水量，m3/d；C-注水系数，1.1～1.2。

1.2 充分利用渤海某油田现有处理能力

渤海某油田分为A、B 两个区，设置公用生活平台UA 和钻井生产平台DP，B 区额外设置处理储罐平台SL、外输码头SB。现拟在BDP 新增4 口注水井（见表1、表2）。即油田现有生产水处理系统、注水系统能力均为17 400 m3/d，在拟开发的油藏预测指标中考虑利用该部分能力。

1.3 选取标准化成果

根据计算，可设置3 台（套）574 m3/h 水处理设备。按照中心平台B 系列标准化成果开展适用性研究，以单台水处理设备为500 m3/h 计，应选取4 台（套），其中未考虑备用。即本开发项目初步选取标准化成果C 档：500 m3/h×5 台（套）水处理设备（见表3）。

表1 油田生产水处理系统设备能力

表2 油田注水处理系统设备能力

表3 中心平台B 系列标准化成果节选

2 油田特点分析

渤海某油田已开发35 年，现阶段油田含水率88.82 %，预测含水率达98.9 %。拟开发CEPC 平台周边无油田接入。即渤海某油田的特点为老油田、无接入、高含水。

2.1 渤海某油田含水率变化趋势

渤海某油田在平面上边水推进较均匀，没有边水突进现象，不同开发阶段其边水推进速度不同[3]。低含水阶段，边水推进速度较慢；进入中含水阶段后，边水推进速度逐渐加快；进入高含水阶段后，边水推进速度进一步加快，油井已全部见水。在纵向上，自下而上边水推进逐渐减弱，符合正韵律油藏特点。油田目前的平均含水率为87.13 %。渤海某油田剖面上在油层底部次生底水导致底部水淹严重，含水率上升快；在平面上边水推进较均匀，没有边水突进现象[4]。提液后，油田的综合含水由84 %降低至80 %，下降了4 %，含水上升率也稳定在-0.08 %[4]。2020 年初油田含水接近90 %。

3 水处理系统规模系数取值分析

3.1 倒算法选取老井提液水处理系统规模系数

针对老井提液，借鉴渤海某油田含水率变化趋势，采用倒算法选取老井提液水处理系统规模系数。计算提液增量预测指标逐年液水比，在1.01～1.02，故规模系数取大值1.02（见表4）。

3.2 类比法选取新投产井水处理系统规模系数

针对新投产井，首先倒算新投产井水处理系统规模系数。计算新投产井预测指标逐年液水比，在1.01～1.12，取大值为1.12（见表5）。其次，由于油田已投产35 年，其边水规律较清晰，采用类比法计算投产35 年来最大液水比。从生产曲线上看，近20 年液量增量趋势较大的年份在2016 年12 月之后。

表4 提液增量指标预测

表5 开发方案指标预测

表6 2017-2020 年最大日产量统计表

以2017-2020 年最大日产液量统计，当日生产核实数据（见表6），2017-2020 年最大液水比为1.15，即可取规模系数为1.15。

因此，通过对新投产井采用倒算法、类比法进行水处理系统规模系数选取，采用类比法选取规模系数为1.15。

4 优化系数选取后计算及验证

据油田具体情况进行系统调整计算分析，BCCEPC 周边无油田接入，仅处理本平台物流。渤海某油田已开发35 年，根据表4 和表5，提液部分含水率为98%，液水比为1.02。推荐方案含水率89.6%～98.9%，液水比为1.01～1.12，同时考虑了类比油田近年液量增量趋势最大的年份，液水比为1.15。

表7 水处理系统处理富余能力

综合以上因素，对提液部分水处理系统取为1.02，对推荐部分水处理系统以类比法分析，取为1.15，同时考虑介质过滤器反洗水量，其设备处理量为：

计算可得水处理系统处理富余能力在2 485 m3/d～30 475 m3/d（见表7）。

参考标准化成果，可选取B 档：500 m3/h×3 台（套）水处理设备。

相比常规设计方法对中心处理平台选取系数1.2，经过对渤海某油田具体情况的分析，在优化系数后，可调低标准化研究成果档位，节约生产水处理系统和注水处理系统中的系列设备500 m3/h×2 台（套）水处理设备。

5 结论

（1）针对老油田、含水率在90 %以上的情况，新投产井物流的水处理系统系数可进行类比法分析，考虑选取近年最大液水比系数；

（2）老油田提液可采用倒算法，参考预测指标的最大液水比系数；

（3）灵活运用标准化研究成果，在临界档位的情况下，根据实际情况进行选择，以达到设计和投资的最优化。